蒸汽发生器检修机械臂监控软件设计

为实现对蒸汽发生器检修机械臂的远程控制和操作模拟与训练,设计了一套上位机监控软件.在VC 平台下,利用OpenGL和3DMAX建立了机械臂、蒸汽发生器水室和检修工具模型;设计了监控软件与六个关节控制器CAN通讯算法,实现了六个关节的协调控制;设计了轨迹规划算法和避碰监测算法,实现了机械臂的无碰撞运动;设计了机械臂单关节的重力矩补偿,提高了关节的控制精度.实际工作验证了监控软件的有效性,利用软件可实现对机械臂的远程控制,完成蒸汽发生器的检修任务.并可用于对操作人员的模拟训练.     

基于ROS的多机械臂协同控制

随着21世纪医学技术发展,手术机器人已经成为近些年国内外机器人领域的一大热点,骨科1手术机器人更是其中的核心问题。为了解决目前骨科手术机器人中设备结构庞大、难以适用多场景复杂手术的问题,以六自由度机械臂作为研究对象,使用D-H法对机械臂进行数学建模;针对骨科手术的实际需求,使用ROS对单机械臂进行控制;使用串口通信原理,构建出基于包围盒碰撞检测算法和RRT路径规划算法的双机械臂防碰撞系统,并利用该系统完成基于主从协调的策略的跟踪任务。结果表明,该双机械臂防碰撞系统可以有效完成目标任务,这将为之后骨科手术机器人的协同控制研究提供平台。     

六自由度检修机械臂合理路径规划系统设计

为减少六自由度检修机械臂抓取动作花费的时间,设计一种六自由度检修机械臂合理路径规划系统.此次研究的系统硬件部分主要包含主控制器、伺服电机控制器与通信模块.系统软件部分,计算出机器人与障碍物之间的距离,并计算出所有机器人上点与障碍物之间的距离,采用设置虚拟障碍物的创新型人工势场法进行路径规划,避免传统人工势场法的弊端,以...     

六自由度机械臂轨迹规划与仿真研究

针对六自由度链式机械臂在进行正运动学、逆运动学以及轨迹规划仿真时,不易直观地验证运动学算法的正确性和轨迹规划的效果,在正确建立机械臂数学模型的基础上,重点分析了机械臂在关节空间中轨迹规划的两种实现方法,并采用三维运动仿真进行了验证.开发了一套六自由度机械臂三维仿真软件,该仿真软件在VC++6.0开发平台上,首先利用分割类将基于MFC框架的窗口分割成为控制窗口和视图窗口两部分,然后利用OpenGL的图形库对机械臂进行建模,首次将正运动学、逆运动学以及轨迹规划算法融入其中开发而成.该仿真软件有效地验证了机械臂运动学模型建立的正确性,同时也对三次多项式和五次多项式两种轨迹规划方法做了直观的比较,结果表明后一种轨迹规划效果明显优于前一种.     

基于ROS的六自由度机械臂运动规划

针对传统机器人在复杂环境下的安全问题以及运动规划问题,采用开源机器人操作系统ROS搭建了机器人仿真平台,并进行运动规划。在ROS平台下,利用URDF文件完成机械臂3D建模;利用Movelt配置助手(setup assistant)配置机械臂模型并且生成启动文件。在Rviz中显示三维模型;利用Movelt完成对六自由度机械臂的运动规划,以及避障轨迹规划。结果表明,通过Rqt_plot导出机械臂运动过程中六个关节的位置关系信息,可为进一步改善和研究机械臂轨迹规划提供更加直观的方法。     

高精度解耦六自由度机械臂逆运动学解法

根据6自由度机械臂正交解耦的结构特点,采用位姿分解方式,将6自由度逆运动学降为3自由度位置逆运动学、3自由度方向逆运动学;利用欧儿里德范数导出机械臂定位、定向的逆运动学解析解,使机械臂高速、准确运动.在定向控制方面,提出一种以单位四元数为目标输入的控制形式,只需计算两个角度逆解,既简化计算,又利于实际操作;利用逆运动学计算机械臂的工作空间和奇异点空间,借助移动机器人车体自由度弥补因计算以及关节长度不够引起的奇异位形,极大扩展了机械手臂的有效运动区域.     

新型六自由度机械臂的运动学分析与仿真验证

针对新型机器人六自由度机械臂的构型特点,采用传统的D-H法建立机械臂的连杆坐标系和运动学方程.在此基础上对传统的逆运动学求解的解析法进行改进,对得到的多组解采用能耗最小原则进行优化得出最适合的一组解.用MTALAB/SIMULINK搭建仿真模型,验证所得结果的正确性并分析所得结果的误差,仿真结果表明针对于此种构型机械臂的逆运动学求解,该方法无误差、耗能小,为类似构型的机械臂逆运动学求解提供了思路.     

六自由度机械臂逆运动学算法

根据D-H参数法确定六自由度机械臂的运动学方程,结合平面几何法和欧拉角变换法将机械臂的逆运动学求解问题分为两部分,一通过平面几何法确定机械臂腕部点的坐标与前三个关节角的关系,二通过欧拉角变换法确定机械臂末端姿态与后三个关节角的关系,根据逆运动解的选取原则从八组解中选取最优解;利用MATLAB中的Robotics Toolbox建立机械臂的正运动学模型,通过多组位姿下的正逆运动解对比验证逆运动学求解算法的准确性;利用VC++中的QueryPerformanceCounter函数和MATLAB中tic-toc语句得到不同算法所消耗的平均时间,通过消耗时间的对比说明该算法的快速性;利用VC++编程实现机械臂写字的过程,通过对比输入字的形状与机械臂末端的实际运动轨迹,进一步验证该算法是一种快速而准确的逆运动学求解算法。     

基于六维线性插值的六自由度机械臂逆运动学方程求解方法

针对一般结构的六自由度（DOF）机械臂逆运动学方程求解困难的问题,提出六维线性插值理论。首先,从大量的经验数据中搜索7个相邻的非线性相关的节点组成超体;然后,利用这7个节点得到六元一次线性预测函数;最后,使用预测函数进行插值和反插值运算预测位姿和关节角。使用Matlab仿真按照正运动学方程产生100万组经验数据,并对目标位姿进行反向插值,迭代预测6个关节角。实验结果表明,相比径向基网络（RBFN）、六维线性反插值法,所提方法能够更快、更准地逼近目标位姿。所提方法是基于数据的算法,避免了复杂的理论,可以满足机器人日常应用的要求。     

基于改进蚁群算法的六自由度机械臂轨迹规划

为了解决六自由度械臂末端轨迹的平稳性和效率的问题,针对多关节机械臂末端轨迹提出了一种基于改进蚁群算法的多关节机械臂轨迹规划。采用了关节空间轨迹方法包括B样条插值、三次多项式插值和五次多项式插值进行实验分析论证,同时根据改进的蚁群算法对机械臂的轨迹进行规划,对比位置的准确性、轨迹的连续性、加速度的变化率,确定最后的轨迹规划算法为改进的蚁群算法与多项式轨迹规划相结合效果最好。     

机械手轨迹规划的神经网络逆模控制

针对二自由度机械手动力学模型的非线性和参数的不确定性,提出了一种神经网络与逆模控制相结合的控制策略。针对传统BP算法在神经网络训练后期收敛速度慢且容易陷入局部极小的缺点,提出一种快速启发式学习算法。采用所提出的快速启发式网络学习算法训练多层前馈神经网络,建立机械手的逆动力学模型,实现对机械手的非线性控制。仿真结果表明了所提出控制策略的有效性和快速启发式网络学习算法的快速收敛性。     

汽轮发电机组在线监测与故障诊断系统

200 MW及以上容量的大型发电机组的安全稳定运行是电力系统安全运行的保证,为了保障汽轮发电机组的安全可靠运行,必须实现机组运行信息内部共享和远程监测和故障诊断。因此,提出了一种基于Internet网络和CAN总线的分布式汽轮发电机组在线监测与故障诊断系统;给出了分布式在线监测和故障诊断系统的硬件结构、软件配置和功能;介绍了诊断系统的网络技术和实现框架,应用实例证明该系统具有一定的实用性和有效性。     

模糊控制在直流蒸汽发生器中的应用

针对直流蒸汽发生器非线性、时变、结构参数变化范围比较大的特性,提出了模糊控制策略。本文介绍了模糊控制在直流控制器蒸汽压力控制中的应用。仿真结果表明,与常规串级控制相比,能更有效改善系统的动态性能。研究结果对直流蒸汽发生器进一步应用研究具有一定的参考价值。     

发电机局部放电在线监测后台软件系统

测量局部放电是诊断大型发电机绝缘性能的重要手段之一,对预防绝缘故障有重大意义.介绍了一种用于发电机局部放电在线监测的软件系统,配合前端硬件和后台专家系统可实现对发电机绝缘状态的实时诊断.实现了系统的整体设计框架,并详细介绍了各功能模块的主要特点,最后通过在发电厂现场监测的数据,证明了系统的有效性.     

A Ground Experiment System of Free-floating Robot For Capturing Space Target

Technology for the capturing of space target is very important for on-orbit servicing. In order to assure the task is accomplished successfully, ground experimentations are required for the verification of the planning and control algorithms of space robotic system before it is launched. In this paper, an experiment concept is used, which is a hybrid approach, i.e. it combines the mathematical model with the physical model. The key issues of the concept are dynamic emulation and kinematic equivalence, in which the behaviors of the space robotic system are calculated by its dynamic equations. The motion of its end-effector and the space target is realized by two industrial robots. According to different observation spots, two modes of capturing process are emulated: one is observed from the inertial frame, the other is from the space base. Based on the concept proposed above, a ground experiment system is set up, which is composed of two industrial robots, a set of global visual system and five industrial computers. Using the system, algorithms of space robot of any geometry and mass properties can be tested. As an example, the autonomous trajectory planning algorithm is verified by the experiment of capturing a moving target. Moreover, a real-time 3D simulation system is developed to emulate the capturing process in 3D space. Numeric simulation and experiment results show that the ground system is effective in evaluating the planning and control algorithms of space robot.     

基于点云的补漆机器人系统

汽车补漆机器人需要面对各种不同大小的车型,适配各种造型曲面和颜色,这种高度自适应要求使得补漆机器人在目标跟踪、路径规划、运动空间等方面的设计难度远超汽车厂的喷漆机器人.因此需要重新规划喷漆路径,首先对汽车的点云数据进行分部位切割,然后以八邻域法计算封闭曲面轮廓,最后以切片法在曲面上生成光栅轨迹,形成了每一个补漆面的关键路径.设计了八轴桁架机器人系统,用蚁群算法计算生成八轴联动时的路径规划,再通过倍福的ADS协议将路径数据和梯形曲线的加速度下发到PLC运动控制程序,完成各关节轴的联动协同补漆运动.实测表明,该系统能针对不同汽车,自动控制机器人工具轴心以法向量对准任意曲面,并以联动方式驱动八轴平稳跟踪曲面运动.该系统可广泛应用于各种曲面的机器人加工.     

双馈风力发电机状态监测系统软件设计

采用双馈风力发电机状态监测系统可及时发现并跟踪风电机组主要部件的机械和电气故障,有效降低机组的运行维护成本,保证风电机组的安全稳定运行.软件采用模块化设计思想,主要功能包括管理、诊断、监测、查询、数据存储、数据备份等.通过对振动、电流、电压、温度等参量进行分析,该软件实现了诊断发电机定子和转子匝间短路、相间短路、相对地短路、轴承故障的功能.将该系统试用于某风电场1.5 MW双馈发电机组上,结果表明其可用于监测和诊断双馈风力发电机.     

一种球形机器人运动轨迹规划与控制

阐述一种非完整欠驱动系统的控制设计和运动规划策略 ,研制出一种全新的全方位行走机器人 ,由于其具有特殊的灵活性 ,可应用于各种不同的场合 .     

机器人运动规划方法的研究

针对路径规划以及碰撞检测这一研究的重点问题,提出了G-空间法、人工势力场法、遗传算法等。序列规划问题一般转化为旅行商问题来求解。在综合现有序列规划和路径规划方法的基础上,提出两种机器人运动规划算法：基于任意路径的运动规划算法和基于直线路径的运动规划算法,思路简单,能对各种机器人工程任务进行运动规划。